Broglie Atomic Caracteristici și limitări ale modelului

Modelul atomic al lui Broglie a fost propusă de fizicianul francez Louis Broglie în 1924. În teza sa de doctorat, el a spus dualitatea Broglie unda-particula de electroni, de stabilire baza mecanicii undelor. Broglie a publicat importante descoperiri teoretice despre natura valului-corpuscul materiei la scară atomică.

declarațiile ulterioare de Broglie au fost demonstrate experimental de oamenii de știință Clinton Davisson și Lester GERMER în 1927. Teoria val de electroni de Broglie se bazează pe propunerea lui Einstein cu privire la proprietățile de undă ale luminii la lungimi de undă scurte.

Broglie a anunțat posibilitatea ca materia să aibă un comportament similar cu cel al luminii și a sugerat proprietăți similare în particulele subatomice, cum ar fi electronii.

Acuzațiile electrice și orbitele restricționează amplitudinea, lungimea și frecvența undelor descrise de electroni. Broglie a explicat mișcarea electronilor în jurul nucleului atomic.

index

• 1 Caracteristicile modelului atomic Broglie
• 2 Experimentul Davisson și Germer
• 3 Limitări
• 4 Articole de interes
• 5 Referințe

Caracteristicile modelului atomic Broglie

Pentru a-și dezvolta propunerea, Broglie a pornit de la principiul că electronii aveau o natură duală între undă și particule, asemănătoare cu lumina.

În acest sens, Broglie a făcut o comparație între cele două fenomene, și se bazează pe ecuațiile dezvoltate de Einstein pentru studiul naturii val de lumină, a declarat:

- Energia totală a fotonului și, prin urmare, energia totală a electronului este produsul frecvența undei și constanta lui Planck (6.62606957 (29) x 10 ^-34 Jules x secunde), după cum este detaliat în următoarea expresie:

În această expresie:

E = energia electronului.

h = Constanta placajului.

f = frecvența valului.

- Impulsul liniar de fotoni, și, prin urmare, electronul este invers proporțională cu lungimea de undă, iar ambele mărimi sunt legate de constanta lui Planck:

În această expresie:

p = impulsul linear al electronului.

h = Constanta placajului.

λ = lungimea de undă.

- Momentul linear este produsul masei particulei prin viteza pe care particulei o are în timpul deplasării.

Dacă expresia matematică anterioară este restructurată ca o funcție a lungimii de undă, avem următoarele:

În expresia menționată:

λ = lungimea de undă.

h = Constanta placajului.

m = masa electronului.

v = viteza electronului.

Deoarece h, constanta Plank, are o valoare mică, lungimea de undă λ este de asemenea mică. În consecință, este posibil să se afirme că proprietățile de undă ale electronului apar numai la niveluri atomice și subatomice.

- Broglie se bazează, de asemenea, pe postulatele modelului atomic al lui Bohr. Potrivit celor din urmă, orbitele electronilor sunt limitate și pot fi doar multipli de numere întregi. astfel:

în cazul în care:

λ = lungimea de undă.

h = Constanta placajului.

m = masa electronului.

v = viteza electronului.

r = raza orbitei.

n = întreg

Conform modelului Bohr, care Broglie adoptat ca bază, în cazul în care electronii se comportă ca undele în picioare, singurele orbitele permise sunt aceia a căror rază este egală cu un multiplu întreg al lungimii de undă λ.

Prin urmare, nu toate orbitele îndeplinesc parametrii necesari pentru ca un electron să se miște prin ele. De aceea electronii se pot mișca numai în orbite specifice.

Teoria valurilor electronilor de Broglie a justificat succesul modelului atomic al lui Bohr pentru a explica comportamentul electronului unic al atomului de hidrogen.

În mod similar, a aruncat lumină asupra motivului pentru care acest model nu se încadrează în sisteme mai complexe, adică atomi cu mai mult de un electron.

Experimentele Davisson și Germer

Verificarea experimentală a modelului atomic Broglie a avut loc la 3 ani de la publicarea sa, în 1927.

Claron J. Davisson și Lester Germer, fizicienii americani proeminenți, au confirmat experimental teoria mecanicii valurilor.

Davisson și Germer au efectuat teste de dispersie ale unui fascicul de electroni printr-un cristal de nichel și au observat fenomenul de difracție prin mediul metalic.

Experimentul realizat a constat în efectuarea următoarei proceduri:

- În primul rând, a fost plasat un ansamblu cu un fascicul de electroni care avea o energie inițială cunoscută.

- A fost instalată o sursă de tensiune pentru a accelera mișcarea electronilor, determinând o diferență de potențial.

- fluxul fasciculului de electroni a fost îndreptat spre un cristal metalic; în acest caz, nichel.

- Numărul de electroni care au afectat cristalele de nichel a fost măsurat.

La sfârșitul experimentului, Davisson și Germer au descoperit că electronii au fost dispersați în direcții diferite.

Prin repetarea experimentului folosind cristale metalice cu orientări diferite, oamenii de știință au detectat următoarele:

- Distribuția fasciculului de electroni prin cristalul metalic a fost comparabilă cu fenomenul de interferență și difracție a razelor de lumină.

- Reflecția electronilor asupra cristalului de impact a descris traiectoria care, teoretic, ar trebui să descrie în funcție de teoria undelor de electroni Broglie.

Pe scurt, experimentul efectuat de Davisson și Germer a demonstrat experimental natura electronică a particulelor cu două valuri.

limitări

Modelul atomic Broglie nu prezice locația exactă a electronului pe orbita în care se mișcă.

În acest model, electronii sunt percepuți ca valuri care se deplasează pe orbită fără o locație specifică, ceea ce introduce conceptul de orbital electronic.

În plus, modelul atomic Broglie, analog modelului lui Schrödinger, nu ia în considerare rotația electronilor pe axa sa (rotire).

Prin ignorarea momentului angular intrinsec al electronilor, variațiile spațiale ale acestor particule subatomice sunt neglijate.

În aceeași ordine de idei, acest model nu ia în considerare modificările comportamentului electronilor rapizi ca o consecință a efectelor relativiste.

Articole de interes

Modelul atomic al lui Schrödinger.

Modelul atomic al lui Chadwick.

Modelul atomic al lui Heisenberg.

Modelul atomic al lui Perrin.

Modelul atomic al lui Thomson.

Modelul atomic al lui Dalton.

Modelul atomic al Dirac Iordan.

Modelul atomic al lui Democritus.

Modelul atomic al lui Bohr.

referințe

1. Teoria cuantică a lui Bohr și valurile lui De Broglie (s.f.). Adus de la: ne.phys.kyushu-u.ac.j
2. Louis de Broglie - Biografic (1929). © Fundația Nobel. Adus de la: nobelprize.org
3. Louis-Victor de Broglie (s.f.). Adus de la: chemed.chem.purdue.edu
4. Lovett, B. (1998). Louis de Broglie. Encyclopædia Britannica, Inc. Adus de la: britannica.com
5. Modelul atomic al lui De Broglie. Universitatea Națională de Învățământ la Distanță. Spania. Adus de la: ocw.innova.uned.es
6. Valurile de lucru ale lui Louis De Broglie (s.f.). Adus de la: hiru.eus
7. Von Pamel, O., și Marchisio, S. (s.f.). Mecanica cuantică Universitatea Națională din Rosario. Adus de la: fceia.unr.edu.ar